3D 掃描的發展前景及阻礙是什麼？

02-09

3D掃描在移動機器人場景認知、 CAD/CAM、逆向工程、激光遙感監測、虛擬現實、人機交互上都有潛在的應用空間，我想知道3D掃描在未來還有可能在哪些領域一展身手？以及3D掃描在當下發展和推廣的阻礙是什麼？政府部門、科研機構、企業分別能做什麼努力來推動3D掃描在技術上走得更遠，在應用上離我們的生活更近？

動態3D掃描

8i - Zhang Ziyi

章子怡和她的狗

應用領域，各種場景的子彈時間穿梭

舉幾個未來可能應用到的場景：

1、試衣：淘寶（或其它公司）建立個人人體3d資料庫，你在淘寶買衣服可以「現場」試穿

2、家居：你買傢具，可以輸入自己的戶型3d數據（假設也有這樣一個庫），然後就可以在線隨意挑傢具扔進去，隨意擺放搭配這些。

3、商品展示：在線購物可以查看商品的3d模型（現在有些已經在做了，不過一般是flash來顯示，而且是手工建模的，成本比較高）

4、虛擬展會博物館歷史名勝圖書館，這些現在也有很多在做了(比如百度)，不過成本和複雜度還是太高

5、室內地圖，比如大型商場、車庫的室內定位、導航等等

以上這些都可以做到VR裡面去，比如你房屋裝修的時候，帶個頭盔就可以提前體驗裝修後的效果，oculus rift的下一代？

不過現實的難點還是主要在技術上，精度、速度都還存在較大問題，另一個就是成本高，看看creaform的產品價格就知道了，動輒幾萬、幾十萬美元一套。。。

這個話題很大，我的專欄文章講了激光雷達的幾種路線

自動駕駛的岔路口：激光雷達存廢之爭與出行的未來 - 知乎專欄

其他方向沒來得及寫，先佔個坑

謝邀。

利益相關：機器視覺工程師，前Kinect應用Developer

3D掃描其實太概括了。這裡面涵蓋了3D感測器信號處理，3D圖像的重構和3D圖像的應用這幾個非常大的Topic，單獨拿任意一個話題都可以挖的很深，作為PhD方向都完全夠用。所以這裡就不深入了寫了。

應用前景：

家用領域：遊戲是我想到的最有前景的市場，事實上XBOX的Kinect也是銷量最好的遊戲機外設之一。3D掃描結合VR可以給玩家提供沉浸式的遊戲體驗。

醫用領域：

1. 醫學成像/輔助診斷：利用MRI或CT等並重構3D圖像，利用演算法對特定組織/器官進行Segmentation，輔助醫生診斷。

2. 物理治療，輔助康復及評估：類似於遊戲應用，對於有移動障礙需要理療的病人，類似的應用可以幫助醫生評估其康復程度（如可活動性等），甚至可以用來引導病人進行康復訓練。

工業領域：

1. 工業測量與檢測 (Measurement and Inspection): 對於工業產品進行相應的測量及缺陷檢測，精度可達到微米級別。這一方面，工業應用已經非常成熟。

2. 機器人引導 (3D Vision Guided Robotics)：利用3D圖像重構幫助機器人進行物品定位，並進行抓取放置動作。這一領域處於工業領域前沿，目前應用較少。

阻礙：

我認為目前最大的阻礙為兩個：

1. 演算法準確性：在醫用和工業領域，對於演算法精度的要求較高，很多當前的演算法並不能達到要求。

2. 計算能力限制：工業應用對於處理時間尤為敏感，目前很多較為複雜的應用處理時間過長，導致不能滿足工業需求。

總體而言，個人認為這是一個非常有前景的領域。

3D掃描可應用的領域很廣，目前可以看到試水的領域有：

1. 虛擬試衣

2. 整形和美容

3. 形體追蹤

4. 3D人像列印

5. 影視特效

6. 遊戲

各行業目前又有各自的瓶頸和阻礙：

1. 虛擬試衣/服裝定製：如果尺碼推薦可以解決客戶在線選擇的問題，那麼虛擬試衣就有被淘汰的風險。服裝定製行業，還沒有解決成衣的建模、動態展示等問題。

2. 整形和美容：3D技術沒有沒有醫療上的可操作性，目前只是心理上的作用，預測術後效果。據悉韓國有一些模擬軟體，因此，僅有建模功能的3D掃描儀有可能被淘汰。

3. 形體追蹤：非常好的應用領域，就是相對成本較高，需要降低掃描儀成本即可。

4. 3D人像列印：目前能夠列印人像的材料很有限，3D印表機也很有限--這是一個瓶頸和難點，如果技術上克服了這一點，那麼3D列印時代才會真的來臨。否則加高不接地氣，市場還是打不開。

5. 影視特效和遊戲：只需要面部掃描建模即可。掃描儀基本上是可以滿足的，但是精度不夠，這個問題直接導致後期修復模型的時間很長，影響較大。

精度、速度、成本

速度現在應該有很快的了，可是……

精度這個好多人都說了毋庸置疑是一個坎兒，也許遊戲或者其它定性以及諸如自動駕駛這種半定量的應用對精度的要求不會特別高，但是就像3D列印一樣，處理不好精度和成本的關係，就還是在有點貴的娛樂工具與有點雞肋的工業應用之間不上不下。

同樣，如果能夠在易操作的層面獲得更好的效果（隨便找個人一天就學會），成本高點兒、精度低點兒也可能會有更大的市場。

而且目前基於光學的掃描方法在遇見遮擋甚至複雜內腔時似乎沒有什麼太好的辦法（有的話請一定受累告訴我，不勝感激）。

然後跑個題

其實我一直覺得，衍生的VR啊什麼的所具備的「沉浸感」在虛擬購物比如看房子啊試衣服什麼的這些方面並沒有什麼優勢，它和語音控制這種技術可能有點兒類似，其實體驗並不是太好，而且看上去有點兒傻。試想你戴個眼鏡瞎比劃是不是和你在公共廁所用語音輸入法打字一樣有點兒尷尬？所以怎樣處理好這個問題我隱約感覺也是個事兒。不過技術發展到一定程度或者會改善，就像十年前如果你看見在一個餐桌上所有人都低頭擺弄手機，也會顯得很詭異。

最後，建議題主搜索一下4D列印看看，我覺得也挺有意思

//題目也問到阻礙了額

業內認為的技術上的阻礙：

1，成本高昂，不過這一條隨著技術的發展有望克服

2，原材料種類有限，這一條隨著技術的發展也有望克服

3，精度有限，這個分幾方面，一是原理性的，3D列印採用粉末燒結，粉末本身的體積不可能無限小，限制了成品精度。

二是輪廓線精度。3D列印採用按輪廓線掃描堆疊，外輪廓線是有演算法實現的，圓弧曲線和折角只能近似模擬，按逐步步進實現，也從原理上限制了精度。

三是內應力的問題。傳統切削加工往往對外表進行逐層加工，實體內部的內應力很小。3D列印採用逐層堆積，堆積出來的實體有一個硬硬的內心，現在又往往追求速度，沒有一個釋放內應力的過程，時間久了精度就差了，易變形。

4是污染的問題，3D列印採用粉末逐層堆積燒結，粉末本身有污染，先不論材料，有一些材料本身就是有毒的。即使無毒的材料，碾磨成過於細小的粉末，操作人員吸入會形成塵肺病，3D列印本身又追求粉末儘可能細小，所以真正3D列印進行應用的時候，往往需要配備兩套通風系統，一套給設備，一套供應給操作人員。

另外3D列印採用激光燒結，燒結過程會產生複雜的氣體成分。產生的氣體又根據採用的原材料不同而有所不同，現在的3D列印設備都號稱能適用上百種材料，但未必能有效處理上百種材料燒結過程中產生的複雜氣體。若是工業大規模應用3D列印，這個有害氣體量就很可觀了。而且氣體和粉塵需要分開處理，氣體需要無害化處理後排出，粉塵往往需要回收再利用。

當然還有一些3D列印應用的不是粉末燒結逐層堆積的原理（常見的，薄片逐層堆積逐層切割），於是避免或者解決了以上某些方面的問題，但是往往還有其他問題，比如速度慢，適用材料有限。而且往往也沒有解決本質問題（內應力和光滑曲線的問題）。所以上面主要講的還是最常用的3D列印目前遇到的問題。

小白謝邀。舉一個例子，化學分子模型展示，如果做出來，可以很直觀地觀察，比當年我們全靠想像直觀多了。

3D照相現在已經可以做到秒級甚至毫秒級了。

3D掃描儀已經是一個成熟完善的行業了，在工業上是非常普及的，個人家用的幾乎沒有，kinect或許具有普及家庭潛力。掃描精度/使用簡易性/價格都是現在行業發展的阻力。